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CHAUDIERE A RAYONNEMENT CHAUFFEE AU POUSSIER DE CHARBON, COMPORTANT UNE OU
PLUSIEURS CHAMBRES DE FUSION.
La présente invention concerne une chaudière à rayonnement, par- ticulièrement destinée à être chauffée au poussier de charbon, comportant une ou plusieurs chambres de fusion et une chambre de rayonnement y raccor- dée.
On a proposé, pour ce genre de chaudières à rayonnement, d'im- primer aux gaz brûlés un mouvement de giration autour d'axes verticaux dans les chambres de fusion, puis de les faire monter, par des conduits pénétrant dans ces chambres de fusion, dans la chambre de rayonnement, tandis qu'on é- vacue des chambres de fusion, en les laissant s'écouler vers le fond, les ré- sidus de combustion en fusion.
Suivant la présente invention, le conduit de sortie des gaz de combustion prend naissance à l'intérieur de la chambre de fusion où sa sec- tion transversale est sensiblement circulaire pour devenir plus loin rectan- gulaire à son débouché dans la chambre de rayonnement. La sortie de flammes circulaire centrale correspond à la colonne de flammes chaudes qui se forme au milieu de la chambre de fusion et a une forme circulaire, peu importe que la section transversale de la chambre de fusion soit rectangulaire ou circu- laire. Les chambres de fusion elles-mêmes ont avantageusement une section transversale circulaire, car plus la surface refroidissante est faible et moins elle nuit à la fusion.
Des orifices de sortie des flammes à la chambre de rayonnement, les conduits passent d'une section circulaire à une section rectangulaire dont la surface plus grande accentue le refroidissement des gaz de combustion.
D'autre part, le cheminement des gaz de combustion ascendants est retardé dans ces conduits de sortie s'évasant vers le haut, ce qui permet
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d'obtenir une meilleure séparation des cendres. La forme rectangulaire de la chambre de rayonnement facilite également le raccordement et la mise en contact dans le sens du courant, des surfaces de chauffe montées en aval.
Enfin, la forme particulière des sorties des gaz chauds permet d'obtenir, en utilisant plusieurs chambres de fusion, un passage et un rassemblement organiques des gaz de combustion, et il devient très simple de rajouter des chambres de fusion ainsi construites à des chambres de combustion rectangu- laires déjà existantes.
Suivant l'invention, les conduits de sortie des gaz de combus- tion de chambres de fusion adjacentes s'évasent principalement vers le con- duit de gaz de combustion adjacent, et leurs parties inclinées dirigées l'u- ne vers l'autre forment ensemble une ou plusieurs crêtes. Grâce à cette for- me d'évasement, les différents courants de gaz de combustion sortant des chambres de fusion se réunissent à la partie centrale de la chambre de rayon- nement située au-dessus des chambres de fusion.
Par contre, suivant l'invention, les cotés des sorties de gaz de combustion situés vis-à-vis des crêtes, sont verticaux ou sensiblement verticaux. Les sorties de gaz de combustion se réunissent ainsi en un rec- tangle relativement petit et constituent un raccordement et une transition très simples et excellents avec la chambre de rayonnement rectangulaire.
Suivant l'invention, les sorties de gaz de combustion sont en- tièrement ou en majeure partie surplombées par une paroi de tubes. De cette façon, les gaz de combustion sortant des chambres de fusion rencontrent une sorte de ciel agissant tant comme surface d'impact que comme surface de cap- tation pour les particules de scories entraînées par les gaz de combustion.
Comme ces particules rencontrent à l'état liquide ou pâteux la paroi d'impact, elles y sont captées et restent adhérer jusqu'à ce qu'elles se rassemblent en grosses gouttes qui retombent dans les chambres de fusion. Ce toit provo- que en outre un tourbillonnement plus intensif des gaz de combustion, ce qui produit une combustion accélérée des matières encore entraînées par ces gaz et permet aussi d'obtenir un meilleur léchage des surfaces chauffées par rayonnement.
Suivant l'invention, le ciel ou surface d'impact est formé par la saillie des tubes de refroidissement de la chambre de rayonnement vers le milieu de celle-ci, ces -tubes formant une paroi non ajourée. Les versants du ciel surplombant les conduits de sortie des gaz de combustion montent obliquement vers l'axe médian de la chambre de rayonnement et laissent sub- sister entre eux un passage commun libre pour les gaz. D'autre part, suivant l'invention des tubes refroidis forment sur les bords de la ou des crêtes, des cloisons séparatrices faisant saillie dans ce passage commun. Ces cloi- sons servent aussi de surfaces d'impact pour les particules de scorie ou éventuellement de combustible tourbillonnant encore dans les gaz de combus- tion, ces particules étant ainsi arrêtées dans leur mouvement.
Les particu- les de combustible interceptées de la sorte près des sorties des chambres de fusion ont ainsi le temps nécessaire pour brûler complètement. Leurs cendres restent ainsi soumises à de hautes températures et retombent fondues dans les chambres de fusion.
Les parois du ciel surplombant les orifices de sortie des gaz de combustion et les cloisons de tubes de la chambre de rayonnement sont, suivant l'invention, combinées avec un système de tubes ascendants qui per- met la circulation automatique de l'eau de la chaudière.
Les chambres de fusion sont alimentées de combustible de façon connue, avantageusement à l'aide de brûleurs montés sensiblement horizonta- lement, qui dirigent le combustible tangentiellement à un cercle supposé au- tour de l'axe de la chambre de fusion.
Suivant l'invention, quand il y a deux chambres de fusion, le poussier de charbon est insufflé de telle sorte que le sens de la rotation d'un des tourbillons de flammes soit opposé à celui de l'autre tourbillon.
Lorsqu'on utilise quatre chambres de fusion montées, par paires les unes à
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côté des autres, les tourbillons de flammes d'une paire de ces chambres de fusion situées en diagonales tournent dans un même sens tandis que les au- tres tourbillons de flammes tournent dans les chambres de fusion en sens in- verse des premiers. On obtient ainsi que les gaz de combustion en giration et les particules solides de combustible ou de scorie entraînées par cette giration, rencontrent ou percutent les surfaces d'impact dans la partie in- férieure de la chambre de rayonnement en quittant les sorties des gaz de combustion, les particules étant ainsi captées et séparées.
Le dessin annexé montre à titre d'exemple une forme d'exécution de l'invention représentée en plusieurs coupes.
Fig. 1 est une coupe verticale suivant la ligne a-b de la fig.
3,
Fig. 2 une coupe horizontale suivant la ligne c-d de la fig. 1 et
Fig. 3 également une coupe horizontale, suivant la ligne e-f de la fig. 1.
La chaudière à rayonnement représentée comprend quatre chambres de fusion 1 et, au-dessus de celles-ci, la chambre de rayonnement 2, garnie de toutes parts de tubes de refroidissement; l'eau de refroidissement arri- vant par les tubes descendants 3, pénètre dans les collecteurs 4 et par ab- sorption de chaleur remonte dans les tubes ascendants 5 (circulation natu- relle). Le système de tubes de refroidissement des chambres de fusion et des sorties des gaz de combustion est du type à passage forcé ou circulation for- cée.
Le combustible et l'air sont insufflés tangentiellement par les tuyères à combustible 6 et les conduites d'air 7, dans les chambres de fusion où ils sont brûlés. Les résidus de combustion sont évacués des chambres de fusion par les orifices d'évacuation de scories 8 prévues dans le bas. Les gaz de combustion s'échappent vers le haut par les conduits de sortie 9 qui font saillie dans la partie supérieure des chambres de fusion et dont la sec- tion transversale, d'abord circulaire, se transforme progressivement pour devenir rectangulaire.
Les différents courants de gaz de combustion sortant des chambres de fusion se réunissent et cheminent alors dans la chambre de rayonnement 2 en passant par la sortie de gaz commune 10 qui converge vers le milieu de la chambre de rayonnement par suite de la saillie des tubes as- cendants. Les particules de scorie ou de combustible,liquides ou pâteuses, entraînées hors des chambres de fusion 1 par les gaz de combustion ascendants, rencontrent les surfaces d'impact 11 formées par les tubes ascendants, s'y déposent, se rassemblent en grosses gouttes et tombent ensuite dans les chambres de fusion.
Des cloisons séparatrices 12 font saillie vers le haut sur la ou les crêtes formées par les parties inclinées jointives des conduits d'évacuation des chambres de fusion, recueillent également les particules de scorie ou de combustible entraînées par les gaz de combustion.
Suivant l'invention, au lieu d'utiliser de l'eau comme agent de refroidissement ou de travail, on peut également employer d'autres liquides ou gaz.
L'invention n'est pas limitée aux nouvelles installations de chaudières à rayonnement. Elle s'applique aussi avec avantage à la fusion des scories dans des chaudières à vapeur déjà construites.
REVENDICATIONS.
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RADIATION BOILER HEATED WITH COAL DUST, INCLUDING ONE OR
SEVERAL FUSION ROOMS.
The present invention relates to a radiation boiler, particularly intended to be heated with coal dust, comprising one or more melting chambers and a radiation chamber connected thereto.
It has been proposed, for this type of radiation boilers, to impart to the burnt gases a gyration movement around vertical axes in the melting chambers, then to make them rise, through ducts entering these melting chambers. , in the radiation chamber, while the melting chambers are evacuated, allowing them to flow to the bottom, the molten combustion residues.
According to the present invention, the combustion gas outlet duct originates inside the melting chamber where its cross section is substantially circular to become further rectangular at its outlet into the radiation chamber. The central circular flame outlet corresponds to the column of hot flame which forms in the middle of the melting chamber and has a circular shape, regardless of whether the cross section of the melting chamber is rectangular or circular. The melting chambers themselves advantageously have a circular cross section, because the smaller the cooling surface, the less it impairs melting.
From the flame outlets to the radiation chamber, the ducts pass from a circular section to a rectangular section, the larger surface of which accentuates the cooling of the combustion gases.
On the other hand, the flow of the ascending combustion gases is delayed in these outlet ducts widening upwards, which allows
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to obtain a better separation of the ashes. The rectangular shape of the radiation chamber also facilitates the connection and contact in the direction of the current of the heating surfaces mounted downstream.
Finally, the particular shape of the hot gas outlets makes it possible to obtain, by using several fusion chambers, an organic passage and gathering of the combustion gases, and it becomes very simple to add the fusion chambers thus constructed to the combustion chambers. rectangular combustion already existing.
According to the invention, the combustion gas outlet ducts from adjacent melting chambers widen mainly towards the adjacent combustion gas duct, and their inclined parts directed towards each other form together one or more ridges. Thanks to this flaring shape, the various streams of combustion gases exiting the melting chambers meet at the central part of the radiating chamber located above the melting chambers.
On the other hand, according to the invention, the sides of the combustion gas outlets located opposite the peaks are vertical or substantially vertical. The flue gas outlets thus meet in a relatively small rectangle and provide a very simple and excellent connection and transition to the rectangular radiating chamber.
According to the invention, the combustion gas outlets are completely or mainly overhung by a wall of tubes. In this way, the combustion gases leaving the melting chambers encounter a kind of sky acting both as an impact surface and as a collection surface for the slag particles entrained by the combustion gases.
As these particles meet the impact wall in the liquid or pasty state, they are captured there and remain adherent until they collect in large drops which fall back into the fusion chambers. This roof also causes more intensive swirling of the combustion gases, which produces an accelerated combustion of the materials still entrained by these gases and also makes it possible to obtain better licking of surfaces heated by radiation.
According to the invention, the sky or impact surface is formed by the projection of the cooling tubes of the radiation chamber towards the middle of the latter, these -tubes forming a non-perforated wall. The slopes of the sky overhanging the combustion gas outlet ducts rise obliquely towards the median axis of the radiation chamber and leave between them a free common passage for the gases. On the other hand, according to the invention, cooled tubes form on the edges of the ridge or ridges, separating partitions projecting into this common passage. These partitions also serve as impact surfaces for the particles of slag or possibly fuel still swirling in the combustion gases, these particles thus being stopped in their movement.
The fuel particles intercepted in this way near the outlets of the fusion chambers thus have sufficient time to burn completely. Their ashes thus remain subjected to high temperatures and fall back into the melting chambers.
The walls of the sky overhanging the outlets for the combustion gases and the tube partitions of the radiation chamber are, according to the invention, combined with a system of rising tubes which allows the automatic circulation of water from the chamber. boiler.
The melting chambers are supplied with fuel in known manner, advantageously by means of burners mounted substantially horizontally, which direct the fuel tangentially to a circle assumed around the axis of the melting chamber.
According to the invention, when there are two melting chambers, the coal dust is blown in such that the direction of rotation of one of the flame vortices is opposite to that of the other vortex.
When using four fusing chambers mounted, in pairs, one by one
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next to the others, the flame vortices of a pair of these diagonally located fusion chambers rotate in the same direction while the other flame vortices rotate in the fusion chambers in the opposite direction to the first. It is thus obtained that the gyating combustion gases and the solid particles of fuel or slag entrained by this gyration, meet or strike the impact surfaces in the lower part of the radiation chamber on leaving the gas outlets of the radiator. combustion, the particles being thus captured and separated.
The attached drawing shows by way of example an embodiment of the invention shown in several sections.
Fig. 1 is a vertical section taken along line a-b of FIG.
3,
Fig. 2 a horizontal section along the line c-d of FIG. 1 and
Fig. 3 also a horizontal section, along the line e-f of FIG. 1.
The radiation boiler shown comprises four melting chambers 1 and, above these, the radiation chamber 2, lined on all sides with cooling tubes; the cooling water arriving through the down tubes 3 enters the collectors 4 and by absorption of heat rises in the risers 5 (natural circulation). The cooling tube system for the melting chambers and the combustion gas outlets is of the forced passage or forced circulation type.
The fuel and the air are blown tangentially through the fuel nozzles 6 and the air pipes 7, into the melting chambers where they are burnt. The combustion residues are evacuated from the melting chambers through the slag evacuation openings 8 provided at the bottom. The combustion gases escape upwards through the outlet ducts 9 which protrude into the upper part of the melting chambers and whose transverse section, initially circular, gradually changes to become rectangular.
The various streams of combustion gases leaving the melting chambers meet and then travel through the radiation chamber 2 passing through the common gas outlet 10 which converges towards the middle of the radiation chamber as a result of the protrusion of the tubes as - ashes. The slag or fuel particles, liquid or pasty, entrained out of the melting chambers 1 by the ascending combustion gases, meet the impact surfaces 11 formed by the ascending tubes, are deposited there, collect in large drops and then fall into the fusion chambers.
Separating partitions 12 protrude upwards on the peak or ridges formed by the contiguous inclined parts of the discharge ducts from the melting chambers, also collect the slag or fuel particles entrained by the combustion gases.
According to the invention, instead of using water as a cooling or working medium, other liquids or gases can also be used.
The invention is not limited to new installations of radiant boilers. It also applies with advantage to the melting of slag in steam boilers already built.
CLAIMS.
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